JP4784586B2 - 部品内蔵プリント配線基板および部品内蔵プリント配線基板の製造方法 - Google Patents
部品内蔵プリント配線基板および部品内蔵プリント配線基板の製造方法 Download PDFInfo
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Description
本発明は、複数の配線層を積層して構成されコア層に電子部品が実装された部品内蔵プリント配線基板および部品内蔵プリント配線基板の製造方法に関するものである。
近年電子機器の高機能化・小型化の進展に伴い、電子部品が実装された実装基板において実装密度の更なる高度化が求められる傾向にある。このため、電子部品の実装に用いられるプリント配線基板として、複数積層された配線層の内層に電子部品を実装したいわゆる部品内蔵型のものが用いられるようになっている（例えば特許文献１参照）。この特許文献例においては、プリント配線基板に複数層設けられた配線層のうち、内層にチップコンデンサ等のチップ部品を実装する例が示されている。これにより、プリント配線基板の外層に実装される電子部品の一部を内層に取り込むことができ、高密度の実装が実現されるという利点がある。
特開２００７−２１４２３０号公報
しかしながら上述の特許文献例を含め、実装密度の高密度化を促進する目的で採用されるプリント配線基板の内層への部品内蔵においては、従来より次のような問題点がある。まず従来は、内蔵の対象となる部品の種類は主にコンデンサや抵抗などの受動部品に限定される場合が多く、半導体部品などを含めた基板全体の実装密度の高度化には限界があった。また半導体部品を内層へ実装しようとすれば、基板製造工程においてこれら部品を収容するためのキャビティの加工や部品を封止するための工程など、複雑な工程を経る必要があった。このように、従来技術においては、簡便な工程で効率よく部品内蔵プリント配線基板を製造するための技術が確立されておらず、新しい構成の部品内蔵プリント配線基板およびその製造方法が望まれていた。
そこで本発明は、簡便な工程で効率よく製造可能な部品内蔵プリント配線基板および部品内蔵プリント配線基板の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の部品内蔵プリント配線基板は、コア層を含む複数の配線層を積層して構成され前記コア層に半田バンプ付きの電子部品が実装された部品内蔵プリント配線基板であって、前記電子部品は前記コア層の少なくとも一方の面に形成された配線回路を構成する接続用の電極に、前記半田バンプが溶融固化した半田部を介して半田接合されており、前記配線層はプリプレグが固化した絶縁層に配線回路を形成して構成されており、前記コア層において前記電極を個別に囲む配置で形成され、前記半田部が前記電極の範囲外へ拡大するのを規制するソルダレジストと、前記コア層において前記電子部品の下面との間の隙間に注入された樹脂が硬化することにより形成され、前記隙間を封止して前記半田部を周囲から補強する封止樹脂部と、前記コア層の前記一方の面に積層されたプリプレグを固化させることにより形成され、前記電子部品および前記封止樹脂部を周囲から固定する部品固定層と、前記複数の配線層の１つであって前記部品固定層の表面に形成された表面層と、前記コア層の配線回路と前記配線層とを接続する層間配線部とを備え、前記ソルダレジストの形成範囲は、前記封止樹脂部の前記コア層における水平方向の拡がり範囲内である。
本発明の部品内蔵プリント配線基板の製造方法は、コア層を含む複数の配線層を積層して構成され前記コア層に半田バンプ付きの電子部品が実装された部品内蔵プリント配線基板を製造する部品内蔵プリント配線基板の製造方法であって、前記コア層に前記電子部品を搭載して、前記コア層の少なくとも一方の面に形成された配線回路を構成する接続用の電極に前記半田バンプを着地させる部品搭載工程と、前記部品搭載後の前記コア層を加熱することにより、前記半田バンプが溶融固化した半田部を介して前記電子部品と前記電極とを半田接合する接合工程と、前記接合工程後の前記コア層において、前記半田部を洗浄して半田接合残渣を除去する洗浄工程と、前記洗浄工程後の前記コア層において、前記電子部品との隙間に樹脂を注入して硬化させ、前記隙間を封止して前記半田部を周囲から補強する封止樹脂部を形成する樹脂封止工程と、前記樹脂封止工程後のコア層を黒化処理することにより前記配線回路の表面を粗化する黒化処理工程と、前記黒化処理工程後のコア層において、前記電子部品を周囲から囲んで固定する部品固定層を形成するためのプリプレグおよび前記部品固定層の表面に形成される表面層を少なくとも含む配線層を前記コア層と貼り合わせて積層する積層工程と、前記積層工程において形成された積層体を加熱加圧することにより、前記部品固定層を形成するとともに前記コア層と前記配線層とを固着させるプレス工程と、前記コア層の配線回路と前記配線層とを接続する層間配線部を形成する層間配線工程と、前記配線層に配線回路を形成する回路形成工程とを含み、前記接合工程において、前記コア層に前記電極を個別に囲む配置で前記封止樹脂部の前記コア層における水平方向の拡がり範囲内に形成されたソルダレジストによって前記半田部が前記電極の範囲外へ拡大するのを規制する。
また本発明の部品内蔵プリント配線基板の製造方法は、コア層を含む複数の配線層を積層して構成され前記コア層に半田バンプ付きの電子部品が実装された部品内蔵プリント配線基板を製造する部品内蔵プリント配線基板の製造方法であって、前記コア層の少なくとも一方の面に形成された配線回路を構成する接続用の電極を覆って、半田の酸化膜を除去する活性作用を有する熱硬化性樹脂を供給する樹脂供給工程と、前記樹脂供給工程後の前記コア層に前記電子部品を搭載して、前記配線回路を構成する接続用の電極に前記半田バンプを着地させる部品搭載工程と、前記部品搭載後のコア層を加熱することにより前記半田バンプが溶融固化した半田部を介して前記電子部品と前記電極とを半田接合するとともに、前記電子部品とコア層との隙間を前記熱硬化性樹脂が硬化した樹脂によって封止する半田接合・樹脂封止工程と、前記半田接合・樹脂封止工程後のコア層を黒化処理することにより前記配線回路の表面を粗化する黒化処理工程と、前記黒化処理工程後のコア層において、前記電子部品を周囲から囲んで固定する部品固定層を形成するためのプリプレグおよび前記部品固定層の表面に形成される表面層を少なくとも含む複数の配線層を前記コア層と貼り合わせて積層する積層工程と、前記積層工程において形成された積層体を加熱加圧することにより、前記部品固定層を形成するとともに、前記コア層と前記複数の配線層とを固着させるプレス工程と、前記コア層の配線回路と前記配線層とを接続する層間配線部を形成する層間配線工程と、前記配線層に配線回路を形成する回路形成工程とを含み、前記半田接合・樹脂封止工程において、前記コア層に前記電極を個別に囲む配置で前記封止樹脂部の前記コア層における水平方向の拡がり範囲内に形成されたソルダレジストによって前記半田部が前記電極の範囲外へ拡大するのを規制する。
さらに本発明の部品内蔵プリント配線基板の製造方法は、コア層を含む複数の配線層を積層して構成され前記コア層に半田バンプ付きの電子部品が実装された部品内蔵プリント配線基板を製造する部品内蔵プリント配線基板の製造方法であって、前記半田バンプに半田の酸化膜を除去する活性作用を有する熱硬化性樹脂を塗布する樹脂塗布工程と、前記樹脂塗布工程後の電子部品を前記コア層に搭載して、このコア層の少なくとも一方の面に形成された配線回路を構成する接続用の電極に前記半田バンプを前記熱硬化性樹脂を介して着地させる部品搭載工程と、前記部品搭載後のコア層を加熱することにより前記半田バンプが溶融固化した半田部を介して前記電子部品と前記電極とを半田接合するとともに、前記半田部を前記熱硬化性樹脂が硬化した樹脂で覆って樹脂コート部を形成する樹脂コート工程と、前記樹脂コート工程後の前記コア層において、前記電子部品との隙間に樹脂を注入して硬化させ、前記隙間を封止して前記半田部を周囲から補強する封止樹脂部を形成する樹脂封止工程と、前記樹脂封止工程後のコア層を黒化処理することにより前記配線回路の表面を粗化する黒化処理工程と、前記黒化処理工程後のコア層において、前記電子部品を周囲から囲んで固定する部品固定層を形成するためのプリプレグおよび前記部品固定層の表面に形成される表面層を少なくとも含む複数の配線層を前記コア層と貼り合わせて積層する積層工程と、前記積層工程において形成された積層体を加熱加圧することにより、前記部品固定層を形成するとともに、前記コア層と前記複数の配線層とを固着させるプレス工程と、前記コア層の配線回路と前記配線層とを接続する層間配線部を形成する層間配線工程と、前記配線層に配線回路を形成する回路形成工程とを含み、前記樹脂コート工程において、前記コア層に前記電極を個別に囲む配置で前記封止樹脂部の前記コア層における水平方向の拡がり範囲内に形成されたソルダレジストによって前記半田部が前記電極の範囲外へ拡大するのを規制する。
本発明によれば、半田バンプ付きの電子部品が実装されたコア層において半田バンプが溶融固化した半田部が電極の範囲外へ拡大するのを形成範囲が限定されたソルダレジストによって規制して半田ブリッジの発生を防止し、さらに電子部品の下面を封止樹脂部によって封止することにより、半田ブリッジを防止するというソルダレジストの機能、さらに黒化処理において半田部を確実に覆って保護するという封止樹脂部の機能が確保されるとともに、ソルダレジストの形成範囲が過大になることによるプリプレグとの密着性の低下を防止することができ、コア層への部品実装とプリプレグを用いた配線層の積層という簡便な工程で効率よく部品内蔵プリント配線基板を製造することができる。
（実施の形態１）
図１、図２は本発明の実施の形態１の部品内蔵プリント配線基板の製造方法を示す工程説明図、図３は本発明の実施の形態１の部品内蔵プリント配線基板におけるソルダレジストの形状および形成範囲の説明図である。
図１、図２は本発明の実施の形態１の部品内蔵プリント配線基板の製造方法を示す工程説明図、図３は本発明の実施の形態１の部品内蔵プリント配線基板におけるソルダレジストの形状および形成範囲の説明図である。
まず部品内蔵プリント配線基板の製造方法について説明する。図１，図２は、コア層を含む複数の配線層を積層して構成され、コア層に半田バンプ付きの電子部品が実装された部品内蔵プリント配線基板を製造する方法を、工程順に示すものである。図１（ａ）において、コア層１は絶縁性の樹脂基板２の上面２ａ、下面２ｂにそれぞれ配線回路３および配線回路５を形成した構成となっている。配線回路３の一部は、電子部品の半田バンプを接続するための電極３ａとなっている。すなわち電極３ａは、コア層１の少なくとも一方の面（上面２ａ）に形成された配線回路３を構成する形態となっている。
コア層１において樹脂基板２の上面２ａには、電極３ａを個別に囲む配置でソルダレジスト４が形成されている。ソルダレジスト４は、電子部品の半田バンプが溶融固化した半田部が電極３ａの範囲外へ拡大するのを規制する機能を有している。個別のソルダレジスト４の形状としては、図３（ａ）に示すように、円環状のソルダレジスト４が電極３ａの外縁部の上面を部分的に覆う形態でもよく、または図３（ｂ）に示すように、円環状のソルダレジスト４が電極３ａを外側から取り囲んで外輪を形成する形態でもよい。いずれの形態によっても、リフロー過程において溶融状態の半田が電極３ａの範囲外へ流動するのを防止することができる。
まずコア層１に、図１（ｂ）に示すように、下面に半田バンプ６が設けられた電子部品７を搭載し、コア層１の接続用の電極３ａに半田バンプ６を着地させる（部品搭載工程）。ここでは、電極３ａにおいてソルダレジスト４が形成されていない露呈範囲に半田バンプ６の下端部を接触させる。なお部品搭載に先立って、電極３ａまたは半田バンプ６のい
ずれかに、半田接合用のフラックスが塗布される。これにより、フラックス中の活性剤成分によって半田バンプ６の表面や、電極３ａの表面の酸化膜が除去される。
ずれかに、半田接合用のフラックスが塗布される。これにより、フラックス中の活性剤成分によって半田バンプ６の表面や、電極３ａの表面の酸化膜が除去される。
この後、電子部品７が搭載されたコア層１はリフロー装置に送られ、半田接合のための加熱が行われる。これにより、図１（ｃ）に示すように、半田バンプ６が溶融固化することによって、電極３ａに半田接合された半田部６＊が形成される。すなわちここでは、部品搭載後のコア層１を加熱することにより、半田バンプ６が溶融固化した半田部６＊を介して電子部品７と電極３ａとを半田接合する（半田接合工程）。このとき、コア層１に電極３ａを個別に囲む配置で形成されたソルダレジスト４によって、半田部６＊が電極３ａの範囲外へ拡大するのを規制する。すなわちリフロー過程において溶融状態の半田が過度に濡れ拡がることによる流動がソルダレジスト４によってせき止められ、適正な形状の半田部６＊が形成される。
この後、半田接合工程後のコア層１は洗浄装置に送られる。すなわち図１（ｄ）に示すように、コア層１を洗浄槽の洗浄剤８内に浸漬した状態で超音波振動を作用させることにより、電極３ａと電子部品７とを接合する半田部６＊を洗浄して半田部６＊の周囲に残留したフラックス成分などの半田接合残渣を除去する（洗浄工程）。
これにより、後工程において部品内蔵プリント配線基板にさらに電子部品を実装する際に実行されるリフローでの加熱によって半田部６＊が再溶融した場合にあっても、半田接合残渣が除去されていることから、フラックス成分が残留することによる不具合を防止することができる。すなわち、残留したフラックス成分によって溶融半田が流動して、半田部６＊の形状が崩れることによる不具合を防止することができる。なお洗浄方法としては、洗浄剤８内にコア層１を浸漬する洗浄方法以外にも、洗浄剤を洗浄対象部位に噴射するシャワー洗浄など、各種の方法を用いることができる。
次いで洗浄工程後のコア層１に対して樹脂封止が行われる。すなわち図１（ｅ）に示すように、コア層１において、電子部品７の周囲にディスペンサ１０などによってエポキシ樹脂などの樹脂を吐出して、コア層１と電子部品７との隙間内に樹脂を注入し、次いで樹脂を硬化させる。これにより、洗浄工程後のコア層１において、電子部品７との隙間を封止して半田部６＊を周囲から補強する封止樹脂部９を形成する（樹脂封止工程）。
ここで封止樹脂部９の拡がり範囲とソルダレジスト４の形成範囲との関連について、図３（ｃ）を参照して説明する。ソルダレジスト４はリフローにおいて溶融半田が過度に流動することによる半田ブリッジを防止する目的で形成されるものであるため、その機能を適切に果たすとともに、多層配線基板を形成するためのプリプレグの積層において密着性を阻害しないよう、形成範囲を適正に設定する必要がある。ソルダレジストとプリプレグとの接着性は良好ではなく、コア層１の表面においてソルダレジスト４の占める割合が大きくなるにつれて、積層状態におけるプリプレグの密着性が低下するからである。
本実施の形態１においては、図３（ｃ）に示す範囲Ａ、すなわち封止樹脂部９のコア層１における水平方向の拡がり範囲内を上限の範囲として設定している。これにより、半田ブリッジを防止するというソルダレジスト４の機能、さらに以下に説明する黒化処理において半田部６＊を確実に覆って保護するという封止樹脂部９の機能が確保されるとともに、ソルダレジスト４の形成範囲が過大になることによるプリプレグとの密着性の低下が生じない。なおこの効果をさらに確実なものとするためには、ソルダレジスト４の形成範囲を図３（ｃ）に示す範囲Ｂ、すなわち電子部品７の外形サイズ以内の範囲とすることが望ましい。
この後、樹脂封止工程後のコア層１を黒化処理することにより、配線回路の表面を粗化
する（黒化処理工程）。すなわち、図２（ａ）に示すように、コア層１を強酸溶液などの処理液１１に浸漬することにより、配線回路３の表面３ｂや配線回路５の表面５ａが酸化により粗化されて、これらの表面には微細な凹凸よりなるアンカーパターンが形成される。このとき、半田部６＊は封止樹脂部９によって覆われて保護されていることから、黒化処理の作用が半田部６＊に及ぶことはなく、半田部６＊は健全な状態に保たれる。
する（黒化処理工程）。すなわち、図２（ａ）に示すように、コア層１を強酸溶液などの処理液１１に浸漬することにより、配線回路３の表面３ｂや配線回路５の表面５ａが酸化により粗化されて、これらの表面には微細な凹凸よりなるアンカーパターンが形成される。このとき、半田部６＊は封止樹脂部９によって覆われて保護されていることから、黒化処理の作用が半田部６＊に及ぶことはなく、半田部６＊は健全な状態に保たれる。
この後、コア層１には電子部品７を固定するための部品固定層および複数の配線層が積層される。すなわち、図２（ｂ）に示すように、電子部品７の位置に対応して開口部１２ａが設けられたプリプレグ１２およびプリプレグ１４の上面側に銅箔１５を貼着した構成の配線層１３を、コア層１の上面側（電子部品７側）に順次重ね合わせるとともに、プリプレグ１７の下面側に銅箔１８を貼着した構成の配線層１６をコア層１の下面側に重ね合わせる。すなわちこの工程においては、黒化処理工程後のコア層１において、電子部品７を周囲から囲んで固定する部品固定層を形成するためのプリプレグ１２および部品固定層の表面に形成される表面層１３を少なくとも含む複数の配線層１３，１６をコア層１と貼り合わせて積層し、積層体１９を形成する（積層工程）。
次いで、図２（ｃ）に示すように、配線層１６、コア層１、プリプレグ１２および配線層１３より成る積層体１９をプレス装置によって３０ｋｇ／ｃｍ２程度の圧力で加圧しながら、１５０℃〜２００℃程度の温度で加熱する。これにより、プリプレグ１４、１２、１７の各層に含浸された樹脂が軟化して相接する界面が相互に融着するとともに、表面３ｂおよび表面５ａの表面にプリプレグ１４、１２、１７がそれぞれ密着する。このとき、黒化処理工程において表面３ｂおよび表面５ａの表面には微細なアンカーパターンが形成されていることから、良好な密着性が確保される。
さらにプリプレグ１４、１２中に含浸された樹脂が、加圧・加熱により開口部１２ａ内において電子部品７との隙間部分を充填し、電子部品７や封止樹脂部９を周囲から固定する部品固定層１２＊を形成する。すなわちここでは、積層工程において形成された積層体１９を加熱・加圧することにより、電子部品７を周囲から囲んで固定する部品固定層１２＊を形成するとともに、コア層１と複数の配線層１３，１６とを固着させる（プレス工程）。この加熱・加圧により、プリプレグ１４，１７は融着状態で熱硬化して、配線層１３，１６における絶縁層を形成する。
次いで図２（ｄ）に示すように、積層体１９を貫通するスルーホールの内面にメッキ層を形成することにより、コア層１の配線回路３と配線層１３，１６の銅箔１５、１８とを接続する層間配線部２０を形成し（層間配線工程）、さらに配線層１３，１６の銅箔１５、銅箔１８にパターニングを施すことにより、配線回路１５ａ、１８ａを形成する（回路形成工程）。
これにより、図２（ｄ）に示すように、コア層１を含む複数の配線層（コア層１，配線層１３，１６）を積層して構成され、コア層１に半田バンプ６が設けられた半田バンプ付きの電子部品７が実装された部品内蔵プリント配線基板２１が完成する。この部品内蔵プリント配線基板２１においては、電子部品７はコア層１の少なくとも一方の面に形成された配線回路３を構成する接続用の電極３ａに半田部６＊を介して半田接合されており、また配線層１３，１６はプリプレグ１４，１７が固化した絶縁層に配線回路１５ａ、１８ａを形成して構成された形態となっている。
さらに部品内蔵プリント配線基板２１は、コア層１において電極３ａを個別に囲む配置で形成され、半田部６＊が電極３ａの範囲外へ拡大するのを規制するソルダレジスト４と、コア層１において電子部品７の下面との間の隙間に注入された樹脂が硬化することにより形成され、前記隙間を封止して半田部６＊を周囲から補強する封止樹脂部９と、コア層
１の上面２ａ（一方の面）に積層されたプリプレグ１２を固化させることにより形成され、電子部品７および封止樹脂部９を周囲から固定する部品固定層１２＊と、複数の配線層の１つであって部品固定層１２＊の表面に形成された表面層としての配線層１３と、コア層１の配線回路３と表面層を含む他の配線層１３，１６の配線回路１５ａ、１８ａとを接続する層間配線部２０とを備えた構成となっている。そしてソルダレジスト４の形成範囲は、図３（ｃ）に示すように、封止樹脂部９のコア層１における水平方向の拡がり範囲内となっている。
１の上面２ａ（一方の面）に積層されたプリプレグ１２を固化させることにより形成され、電子部品７および封止樹脂部９を周囲から固定する部品固定層１２＊と、複数の配線層の１つであって部品固定層１２＊の表面に形成された表面層としての配線層１３と、コア層１の配線回路３と表面層を含む他の配線層１３，１６の配線回路１５ａ、１８ａとを接続する層間配線部２０とを備えた構成となっている。そしてソルダレジスト４の形成範囲は、図３（ｃ）に示すように、封止樹脂部９のコア層１における水平方向の拡がり範囲内となっている。
このようにして製造された部品内蔵プリント配線基板２１はさらに部品実装の対象となり、表面層の配線層１３、さらに必要に応じて下面層の配線層１６に電子部品が実装され実装基板が完成する。実装基板の製造過程において本実施の形態に示すように多層配線基板のコア層に電子部品を実装することにより、実装密度を高度化して基板面積を減少させ、基板の製造コストを大幅に低減することが可能となっている。
（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２の部品内蔵プリント配線基板の製造方法を示す工程説明図である。本実施の形態２は、実施の形態１において半田接合後に樹脂を供給して封止樹脂部９を形成するプロセスに変えて、電子部品７の搭載前にコア層１に予め樹脂を塗布しておくいわゆる「樹脂先塗り」の工法を採用した形態となっている。
図４は本発明の実施の形態２の部品内蔵プリント配線基板の製造方法を示す工程説明図である。本実施の形態２は、実施の形態１において半田接合後に樹脂を供給して封止樹脂部９を形成するプロセスに変えて、電子部品７の搭載前にコア層１に予め樹脂を塗布しておくいわゆる「樹脂先塗り」の工法を採用した形態となっている。
図４（ａ）において、コア層１は図１（ａ）に示すコア層１と同様であり、ここでは部品搭載に先立ってコア層１の上面２ａに、電極３ａを覆って熱硬化性樹脂９Ａを供給する（樹脂供給工程）。電極３ａは、実施の形態１と同様に配線回路３の一部を構成する。熱硬化性樹脂９Ａは半田の酸化膜を除去する活性作用を有するものであり、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂に有機酸などの活性剤を配合することにより活性作用を付与している。なお熱硬化性樹脂９Ａ中に半田粒子を含有させたものを用いてもよい。
次いで図４（ｂ）に示すように、樹脂供給工程後のコア層１に実施の形態１に示すものと同様のバンプ付きの電子部品７を搭載して、配線回路３を構成する接続用の電極３ａに半田バンプ６を着地させる（部品搭載工程）。この後、コア層１はリフロー装置に送られ、図４（ｃ）に示すように、部品搭載工程後のコア層１を加熱することにより、半田バンプ６が溶融固化した半田部６＊を介して電子部品７と電極３ａとを半田接合するとともに、この半田接合における加熱によって熱硬化性樹脂９Ａを熱硬化させ、電子部品７とコア層１との隙間を熱硬化性樹脂９Ａが硬化した封止樹脂部９Ａ＊によって封止する（半田接合・樹脂封止工程）。
ここで熱硬化性樹脂９Ａ中に含有されている活性剤成分は、半田接合後においては熱硬化性樹脂９Ａが硬化した封止樹脂部９Ａ＊内に固溶した状態で存在していることから、活性剤成分が半田部６＊に接触した状態で残留することによる悪影響が無い。したがって実施の形態１において必須とされた半田接合後の洗浄工程が不要となり、工程負荷の高い洗浄工程を排して工程簡略化を図ることが可能となっている。
この半田接合・樹脂封止工程の後は、実施の形態１と同様の工程を経る。すなわち、半田接合・樹脂封止工程後のコア層１を黒化処理することにより、配線回路３，５の表面３ｂ、５ａを粗化する黒化処理工程（図２（ａ））と、黒化処理工程後のコア層１において、電子部品７を周囲から囲んで固定する部品固定層を形成するためのプリプレグ１２および部品固定層の表面に形成される表面層を少なくとも含む複数の配線層１３，１６をコア層１と貼り合わせて積層する積層工程（図２（ｂ））と、積層工程において形成された積層体１９を加熱加圧することにより、電子部品７を周囲から囲んで固定する部品固定層１２＊を形成するとともに、コア層１と複数の配線層１３，１６とを固着させるプレス工程
（図２（ｃ））と、コア層１の配線回路３と配線層１３，１６とを接続する層間配線部２０を形成する層間配線工程と、配線層１３，１６に配線回路１５ａ、１８ａを形成する回路形成工程が順次実行される。
（図２（ｃ））と、コア層１の配線回路３と配線層１３，１６とを接続する層間配線部２０を形成する層間配線工程と、配線層１３，１６に配線回路１５ａ、１８ａを形成する回路形成工程が順次実行される。
そしてこれにより、図２（ｄ）に示す部品内蔵プリント配線基板２１と同様構成の部品内蔵プリント配線基板２１が完成する。但し本実施の形態２においては、電子部品７とコア層との隙間を封止する封止樹脂部として、実施の形態１に示す注入された樹脂による封止樹脂部９の替わりに、熱硬化性樹脂９Ａが熱硬化した封止樹脂部９Ａ＊が形成された構成となっている。
（実施の形態３）
図５は本発明の実施の形態３の部品内蔵プリント配線基板の製造方法を示す工程説明図である。本実施の形態３は、実施の形態１において電子部品７の搭載前に電極３ａまたは半田バンプ６に予めフラックスを塗布するプロセスに変えて、電子部品７の搭載前に半田バンプ６に予めフラックスの機能を有する熱硬化性樹脂を塗布する工法を採用した形態となっている。
図５は本発明の実施の形態３の部品内蔵プリント配線基板の製造方法を示す工程説明図である。本実施の形態３は、実施の形態１において電子部品７の搭載前に電極３ａまたは半田バンプ６に予めフラックスを塗布するプロセスに変えて、電子部品７の搭載前に半田バンプ６に予めフラックスの機能を有する熱硬化性樹脂を塗布する工法を採用した形態となっている。
図５（ａ）において、コア層１は図１（ａ）に示すコア層１と同様であり、コア層１には実施の形態１に示すものと同様のバンプ付きの電子部品７が搭載される。本実施の形態３においては、部品搭載に先立って電子部品７の半田バンプ６に、半田の酸化膜を除去する活性作用を有する熱硬化性樹脂２２を転写動作により塗布する（樹脂塗布工程）。熱硬化性樹脂２２は半田の酸化膜を除去する活性作用を有するものであり、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂に有機酸などの活性剤を配合することにより活性作用を付与している。なお熱硬化性樹脂２２中に半田粒子や銀などの金属粉を含有させたものを用いてもよい。
次いで図５（ｂ）に示すように、樹脂塗布工程後の電子部品７をコア層１に搭載して、配線回路３を構成する接続用の電極３ａに半田バンプ６を熱硬化性樹脂２２を介して着地させる（部品搭載工程）。この後、コア層１はリフロー装置に送られ、図５（ｃ）に示すように、部品搭載工程後のコア層１を加熱することにより、半田バンプ６が溶融固化した半田部６＊を介して電子部品７と電極３ａとを半田接合するとともに、この半田接合における加熱によって熱硬化性樹脂２２が熱硬化した樹脂で半田部６＊の一部または全体を覆って、樹脂コート部２２＊を形成する（樹脂コート工程）。
ここで熱硬化性樹脂２２中に含有されている活性剤成分は、半田接合後においては熱硬化性樹脂２２が硬化した樹脂コート部２２＊内に固溶した状態で存在していることから、活性剤成分が半田部６＊に接触した状態で残留することによる悪影響が無い。したがって実施の形態１において必須とされた半田接合後の洗浄工程が不要となり、工程負荷の高い洗浄工程を排して工程簡略化を図ることが可能となっている。
次いで樹脂コート工程後のコア層１に対して樹脂封止が行われる。すなわち図５（ｃ）に示すように、コア層１において、電子部品７の周囲にディスペンサ１０などによってエポキシ樹脂などの樹脂を吐出して、コア層１と電子部品７との隙間内に樹脂を注入し、次いで樹脂を硬化させる。これにより、樹脂コート工程後のコア層１において、電子部品７との隙間を封止して半田部６＊を周囲から補強する封止樹脂部９を形成する（樹脂封止工程）。
この樹脂封止工程の後は、実施の形態１と同様の工程を経る。すなわち、樹脂封止工程後のコア層１を黒化処理することにより、配線回路３，５の表面３ｂ、５ａを粗化する黒化処理工程（図２（ａ））と、黒化処理工程後のコア層１において、電子部品７を周囲から囲んで固定する部品固定層を形成するためのプリプレグ１２および部品固定層の表面に
形成される表面層を少なくとも含む複数の配線層１３，１６をコア層１と貼り合わせて積層する積層工程（図２（ｂ））と、積層工程において形成された積層体１９を加熱加圧することにより、電子部品７を周囲から囲んで固定する部品固定層１２＊を形成するとともに、コア層１と複数の配線層１３，１６とを固着させるプレス工程（図２（ｃ））と、コア層１の配線回路３と配線層１３，１６とを接続する層間配線部２０を形成する層間配線工程と、配線層１３，１６に配線回路１５ａ、１８ａを形成する回路形成工程が順次実行される。
形成される表面層を少なくとも含む複数の配線層１３，１６をコア層１と貼り合わせて積層する積層工程（図２（ｂ））と、積層工程において形成された積層体１９を加熱加圧することにより、電子部品７を周囲から囲んで固定する部品固定層１２＊を形成するとともに、コア層１と複数の配線層１３，１６とを固着させるプレス工程（図２（ｃ））と、コア層１の配線回路３と配線層１３，１６とを接続する層間配線部２０を形成する層間配線工程と、配線層１３，１６に配線回路１５ａ、１８ａを形成する回路形成工程が順次実行される。
そしてこれにより、図２（ｄ）に示す部品内蔵プリント配線基板２１と同様構成の部品内蔵プリント配線基板２１が完成する。但し本実施の形態３においては、電子部品７とコア層との隙間を封止する封止樹脂部として、熱硬化性樹脂２２が熱硬化した樹脂コート部２２＊をさらに後から注入した樹脂が熱硬化した封止樹脂部９によって覆った構成を採用している。
上記説明したように実施の形態１、２、３においては、コア層１を含む複数の配線層を積層して構成され、コア層１に半田バンプ付きの電子部品７が実装された部品内蔵プリント配線基板２１の製造に際し、電子部品７が実装されたコア層１において半田バンプ６が溶融固化した半田部６＊が電極３ａの範囲外へ拡大するのを電子部品７の下面部分に形成範囲が限定されたソルダレジスト４によって規制して半田ブリッジの発生を防止し、さらに電子部品７との隙間を封止樹脂部９によって封止するようにしている。
これにより、半田ブリッジを防止するというソルダレジスト４の機能、さらに黒化処理において半田部６＊を確実に覆って保護するという封止樹脂部９の機能が確保されるとともに、ソルダレジスト４の形成範囲が過大になることによるプリプレグとの密着性の低下を防止することができる。したがってコア層への部品実装とプリプレグを用いた配線層の積層という簡便な工程で、効率よく部品内蔵プリント配線基板を製造することができる。
本発明の部品内蔵プリント配線基板および部品内蔵プリント配線基板の製造方法は、簡便な工程で効率よく部品内蔵プリント配線基板を製造することができるという利点を有し、複数の配線層を積層して構成された部品内蔵プリント配線基板の製造分野に有用である。
１ コア層
２ 樹脂基板
３、１５ａ、１８ａ 配線回路
３ａ 電極
４ ソルダレジスト
６ 半田バンプ
６＊ 半田部
７ 電子部品
８ 洗浄剤
９ 封止樹脂部
１２、１４，１７ プリプレグ
１３、１６ 配線層
１５，１８ 銅箔
１９ 積層体
２０ 層間配線部
２１ 部品内蔵プリント配線基板
２ 樹脂基板
３、１５ａ、１８ａ 配線回路
３ａ 電極
４ ソルダレジスト
６ 半田バンプ
６＊ 半田部
７ 電子部品
８ 洗浄剤
９ 封止樹脂部
１２、１４，１７ プリプレグ
１３、１６ 配線層
１５，１８ 銅箔
１９ 積層体
２０ 層間配線部
２１ 部品内蔵プリント配線基板
Claims (4)
- コア層を含む複数の配線層を積層して構成され前記コア層に半田バンプ付きの電子部品が実装された部品内蔵プリント配線基板であって、
前記電子部品は前記コア層の少なくとも一方の面に形成された配線回路を構成する接続用の電極に、前記半田バンプが溶融固化した半田部を介して半田接合されており、
前記配線層はプリプレグが固化した絶縁層に配線回路を形成して構成されており、
前記コア層において前記電極を個別に囲む配置で形成され、前記半田部が前記電極の範囲外へ拡大するのを規制するソルダレジストと、
前記コア層において前記電子部品の下面との間の隙間に注入された樹脂が硬化することにより形成され、前記隙間を封止して前記半田部を周囲から補強する封止樹脂部と、
前記コア層の前記一方の面に積層されたプリプレグを固化させることにより形成され、前記電子部品および前記封止樹脂部を周囲から固定する部品固定層と、
前記複数の配線層の１つであって前記部品固定層の表面に形成された表面層と、
前記コア層の配線回路と前記配線層とを接続する層間配線部とを備え、
前記ソルダレジストの形成範囲は、前記封止樹脂部の前記コア層における水平方向の拡がり範囲内であることを特徴とする部品内蔵プリント配線基板。 - コア層を含む複数の配線層を積層して構成され前記コア層に半田バンプ付きの電子部品が実装された部品内蔵プリント配線基板を製造する部品内蔵プリント配線基板の製造方法であって、
前記コア層に前記電子部品を搭載して、前記コア層の少なくとも一方の面に形成された配線回路を構成する接続用の電極に前記半田バンプを着地させる部品搭載工程と、
前記部品搭載後の前記コア層を加熱することにより、前記半田バンプが溶融固化した半田部を介して前記電子部品と前記電極とを半田接合する接合工程と、
前記接合工程後の前記コア層において、前記半田部を洗浄して半田接合残渣を除去する洗浄工程と、
前記洗浄工程後の前記コア層において、前記電子部品との隙間に樹脂を注入して硬化させ、前記隙間を封止して前記半田部を周囲から補強する封止樹脂部を形成する樹脂封止工程と、
前記樹脂封止工程後のコア層を黒化処理することにより前記配線回路の表面を粗化する黒化処理工程と、
前記黒化処理工程後のコア層において、前記電子部品を周囲から囲んで固定する部品固定層を形成するためのプリプレグおよび前記部品固定層の表面に形成される表面層を少なくとも含む配線層を前記コア層と貼り合わせて積層する積層工程と、
前記積層工程において形成された積層体を加熱加圧することにより、前記部品固定層を形成するとともに前記コア層と前記配線層とを固着させるプレス工程と、
前記コア層の配線回路と前記配線層とを接続する層間配線部を形成する層間配線工程と、
前記配線層に配線回路を形成する回路形成工程とを含み、
前記接合工程において、前記コア層に前記電極を個別に囲む配置で前記封止樹脂部の前記コア層における水平方向の拡がり範囲内に形成されたソルダレジストによって前記半田部が前記電極の範囲外へ拡大するのを規制することを特徴とする部品内蔵プリント配線基板の製造方法。 - コア層を含む複数の配線層を積層して構成され前記コア層に半田バンプ付きの電子部品が実装された部品内蔵プリント配線基板を製造する部品内蔵プリント配線基板の製造方法であって、
前記コア層の少なくとも一方の面に形成された配線回路を構成する接続用の電極を覆って、半田の酸化膜を除去する活性作用を有する熱硬化性樹脂を供給する樹脂供給工程と、
前記樹脂供給工程後の前記コア層に前記電子部品を搭載して、前記配線回路を構成する接続用の電極に前記半田バンプを着地させる部品搭載工程と、
前記部品搭載後のコア層を加熱することにより前記半田バンプが溶融固化した半田部を介して前記電子部品と前記電極とを半田接合するとともに、前記電子部品とコア層との隙間を前記熱硬化性樹脂が硬化した樹脂によって封止する半田接合・樹脂封止工程と、
前記半田接合・樹脂封止工程後のコア層を黒化処理することにより前記配線回路の表面を粗化する黒化処理工程と、
前記黒化処理工程後のコア層において、前記電子部品を周囲から囲んで固定する部品固定層を形成するためのプリプレグおよび前記部品固定層の表面に形成される表面層を少なくとも含む複数の配線層を前記コア層と貼り合わせて積層する積層工程と、
前記積層工程において形成された積層体を加熱加圧することにより、前記部品固定層を形成するとともに、前記コア層と前記複数の配線層とを固着させるプレス工程と、
前記コア層の配線回路と前記配線層とを接続する層間配線部を形成する層間配線工程と、
前記配線層に配線回路を形成する回路形成工程とを含み、
前記半田接合・樹脂封止工程において、前記コア層に前記電極を個別に囲む配置で前記封止樹脂部の前記コア層における水平方向の拡がり範囲内に形成されたソルダレジストによって前記半田部が前記電極の範囲外へ拡大するのを規制することを特徴とする部品内蔵プリント配線基板の製造方法。 - コア層を含む複数の配線層を積層して構成され前記コア層に半田バンプ付きの電子部品が実装された部品内蔵プリント配線基板を製造する部品内蔵プリント配線基板の製造方法であって、
前記半田バンプに半田の酸化膜を除去する活性作用を有する熱硬化性樹脂を塗布する樹脂塗布工程と、
前記樹脂塗布工程後の電子部品を前記コア層に搭載して、このコア層の少なくとも一方の面に形成された配線回路を構成する接続用の電極に前記半田バンプを前記熱硬化性樹脂を介して着地させる部品搭載工程と、
前記部品搭載後のコア層を加熱することにより前記半田バンプが溶融固化した半田部を介して前記電子部品と前記電極とを半田接合するとともに、前記半田部を前記熱硬化性樹脂が硬化した樹脂で覆って樹脂コート部を形成する樹脂コート工程と、
前記樹脂コート工程後の前記コア層において、前記電子部品との隙間に樹脂を注入して硬化させ、前記隙間を封止して前記半田部を周囲から補強する封止樹脂部を形成する樹脂封止工程と、
前記樹脂封止工程後のコア層を黒化処理することにより前記配線回路の表面を粗化する黒化処理工程と、
前記黒化処理工程後のコア層において、前記電子部品を周囲から囲んで固定する部品固定層を形成するためのプリプレグおよび前記部品固定層の表面に形成される表面層を少なくとも含む複数の配線層を前記コア層と貼り合わせて積層する積層工程と、
前記積層工程において形成された積層体を加熱加圧することにより、前記部品固定層を形成するとともに、前記コア層と前記複数の配線層とを固着させるプレス工程と、
前記コア層の配線回路と前記配線層とを接続する層間配線部を形成する層間配線工程と、
前記配線層に配線回路を形成する回路形成工程とを含み、
前記樹脂コート工程において、前記コア層に前記電極を個別に囲む配置で前記封止樹脂部の前記コア層における水平方向の拡がり範囲内に形成されたソルダレジストによって前記半田部が前記電極の範囲外へ拡大するのを規制することを特徴とする部品内蔵プリント配線基板の製造方法。
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